Investigadores del Reino Unido y España han identificado un sólido ecológico que podría reemplazar los gases contaminantes e ineficientes que se utilizan en la mayoría de los refrigeradores y acondicionadores de aire.

Cuando se pone bajo presión, Los cristales plásticos de neopentilglicol producen enormes efectos de enfriamiento, lo suficiente como para que sean competitivos con los refrigerantes convencionales. Además, el material es económico, ampliamente disponible y funciona cerca de la temperatura ambiente. Los detalles se publican en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

Los gases que se utilizan actualmente en la gran mayoría de refrigeradores y acondicionadores de aire —hidrofluorocarbonos e hidrocarburos (HFC y HC) - son tóxicos e inflamables. Cuando se filtran al aire, también contribuyen al calentamiento global.

"Los refrigeradores y acondicionadores de aire basados ​​en HFC y HC también son relativamente ineficientes, "dijo el Dr. Xavier Moya, de la Universidad de Cambridge, quien dirigió la investigación con el profesor Josep Lluís Tamarit, por la Universitat Politècnica de Catalunya. "Eso es importante porque la refrigeración y el aire acondicionado actualmente consumen una quinta parte de la energía producida en todo el mundo, y la demanda de refrigeración solo está aumentando ".

Para solucionar estos problemas, Los científicos de materiales de todo el mundo han buscado refrigerantes sólidos alternativos. Moya, becario de investigación de la Royal Society en el Departamento de Ciencia de Materiales y Metalurgia de Cambridge, es uno de los líderes en este campo.

En su investigación recientemente publicada, Moya y colaboradores de la Universitat Politècnica de Catalunya y la Universitat de Barcelona describen los enormes cambios térmicos bajo presión que se consiguen con los cristales plásticos.

Las tecnologías de enfriamiento convencionales se basan en los cambios térmicos que ocurren cuando un fluido comprimido se expande. La mayoría de los dispositivos de refrigeración funcionan comprimiendo y expandiendo fluidos como HFC y HC. A medida que el fluido se expande, disminuye la temperatura, enfriar su entorno.

Con sólidos, El enfriamiento se logra cambiando la estructura microscópica del material. Este cambio se puede lograr aplicando un campo magnético, un campo eléctrico o mediante fuerza mecánica. Por décadas, estos efectos calóricos se han quedado atrás de los cambios térmicos disponibles en los fluidos, pero el descubrimiento de efectos barocalóricos colosales en un cristal plástico de neopentilglicol (NPG) y otros compuestos orgánicos relacionados ha nivelado el campo de juego.

Debido a la naturaleza de sus enlaces químicos, los materiales orgánicos son más fáciles de comprimir, y NPG se usa ampliamente en la síntesis de pinturas, poliésteres, plastificantes y lubricantes. No solo está ampliamente disponible, sino que también es económico.

Moléculas de NPG, compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno, son casi esféricos e interactúan entre sí solo débilmente. Estos enlaces sueltos en su estructura microscópica permiten que las moléculas giren con relativa libertad.

La palabra "plástico" en "cristales de plástico" no se refiere a su composición química sino a su maleabilidad. Los cristales de plástico se encuentran en el límite entre sólidos y líquidos.

La compresión de NPG produce cambios térmicos sin precedentes debido a la reconfiguración molecular. El cambio de temperatura alcanzado es comparable a los que se explotan comercialmente en HFC y HC.

El descubrimiento de efectos barocalóricos colosales en un cristal plástico debería llevar los materiales barocalóricos a la vanguardia de la investigación y el desarrollo para lograr un enfriamiento seguro y respetuoso con el medio ambiente sin comprometer el rendimiento.

Moya ahora está trabajando con Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad de Cambridge, para llevar esta tecnología al mercado.